(57)【要約】【課題】発光パネル装置の点灯時におけるノイズ発生を低減し、発光パネル装置を廃棄する際の環境に対する負荷を低減する。【解決手段】発光パネル装置の光源として、真空蛍光管１が用いられる。真空蛍光管１は、ガラス基板１１と、ガラス基板１１とともに真空外囲器１０を構成する断面Ｕ字状のカバー１２と、ガラス基板１１上に固定されたフィラメント支持部材１６ａ，１６ｂと、フィラメント支持部材１６ａ，１６ｂに取り付けられたフィラメント１７と、カバー１２上に形成された陽極電極１９と、陽極電極１９の表面に形成された蛍光体層２０とを備える。この真空蛍光管１は、ガラス基板１１が導光板の光入射面に対向するように配置される。真空蛍光管１の点灯には、高周波数の電圧は必要ない。また、外囲器１０の内部に水銀などの有害物質を封入する必要もない。【選択図】  図３
2005353350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視矩形に形成された透光性を有する平板と、
前記平板を覆うように配置されて前記平板とともに真空外囲器を構成する断面Ｕ字状のカバーと、
前記真空外囲器内に収容され前記平板上に固定されたフィラメント支持部材と、
前記フィラメント支持部材に取り付けられ前記平板および前記カバーから離間して架設されたフィラメントと、
前記真空外囲器内の前記カバー上に形成された陽極電極と、
前記陽極電極の表面に形成された蛍光体層と
を備えることを特徴とする真空蛍光管。
【請求項２】
請求項１に記載の真空蛍光管において、
前記平板は、前記カバーの開口端部が開口方向に突出するように前記カバー内に接合されていることを特徴とする真空蛍光管。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空蛍光管において、
前記陽極電極は、接地されることを特徴とする真空蛍光管。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空蛍光管において、
前記真空外囲器内の前記平板上に配置された透光性を有する導電膜を更に備えることを特徴とする真空蛍光管。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空蛍光管において、
前記蛍光体層は、前記カバーの面上における前記フィラメントを囲む領域の略全域に形成されていることを特徴とする真空蛍光管。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の真空蛍光管において、
前記カバーは、金属で形成されていることを特徴とする真空蛍光管。
【請求項７】
側面から内部に導入された光を透過させ一主面から放出する導光板と、前記導光板の前記側面に対向して配置された光源とを備える発光パネル装置において、
前記光源は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の真空蛍光管であり、
前記真空蛍光管の前記平板は、前記導光板の前記側面に対向するように配置されることを特徴とする発光パネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空蛍光管および発光パネル装置に関し、特に、フィラメントから電子を蛍光体に照射することにより発光する真空蛍光管およびこの真空蛍光管が用いられる発光パネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光パネル装置は、側面から導入された光を透過させ一主面から放出する導光板と、導光板の側面に対向して配置された棒状光源と、棒状光源の背面から導光板の側面の周縁部までを覆い棒状光源の背面方向に放射された光を導光板の側面方向に反射するリフレクタとから構成され、例えば液晶表示パネルのバックライトとして広く使用されている。発光パネルの棒状光源には、従来より冷陰極管が使用されている。
図６は、一般的な冷陰極管の構成を示す図である。冷陰極管の本体を構成するガラス管１１１の内部には、例えばアルゴンと水銀との混合ガスが封入されている。ガラス管１１１の内面には、蛍光体層１１２が形成されている。
【０００３】
ガラス管１１１内部の両端部には、２つの電極１１３ａ，１１３ｂが対向して配置されている。電極１１３ａ，１１３ｂは、それぞれリード１１４ａ，１１４ｂによりガラス管１１１の外部に引き出され、高周波電源１１５に接続されている。高周波電源１１５は、例えば４０ｋＨｚ、０．５〜１ｋＶという高周波数かつ高レベルの電圧を出力する。
このような電圧が高周波電源により２つの電極１１３ａ，１１３ｂの間に印加されると、電極１１３ａ，１１３ｂ間で放電が起こる。この放電によりガラス管１１１内部のガスから紫外線が発生する。この紫外線が蛍光体層１１２に照射されると、蛍光体が励起されて発光し、冷陰極管が点灯する（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【特許文献１】特開平１１−２０４０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、冷陰極管の点灯には高周波数の電圧を使用するため、点灯時に高周波電源１１５とリード１１４ａ，１１４ｂとの間の配線、および放電が起こるカラス管１１１の内部から高周波ノイズが発生し、発光パネル装置が装着される機器が誤動作する虞があるという問題があった。
また、冷陰極管のガラス管１１１の内部には水銀などの有害物質が封入されているので、発光パネル装置を廃棄する際の環境に対する負荷が大きいという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、発光パネル装置の点灯時におけるノイズ発生を低減することにある。
また、他の目的は、発光パネル装置を廃棄する際の環境に対する負荷を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明に係る真空蛍光管は、平面視矩形に形成された透光性を有する平板と、平板を覆うように配置されて平板とともに真空外囲器を構成する断面Ｕ字状のカバーと、真空外囲器内に収容され平板上に固定されたフィラメント支持部材と、フィラメント支持部材に取り付けられ平板およびカバーから離間して架設されたフィラメントと、真空外囲器内のカバー上に形成された陽極電極と、陽極電極の表面に形成された蛍光体層とを備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、平板は、カバーの開口端部が開口方向に突出するようにカバー内に接合されていてもよい。
また、陽極電極は、接地されてもよい。
また、真空外囲器内の平板上に配置された透光性を有する導電膜を更に備えていてもよい。
また、蛍光体層は、カバーの面上におけるフィラメントを囲む領域の略全域に形成されていてもよい。
また、カバーは、金属で形成されていてもよい。
【０００９】
また、本発明に係る発光パネル装置は、側面から内部に導入された光を透過させ一主面から放出する導光板と、導光板の側面に対向して配置された光源として上述した真空蛍光管とを備え、真空蛍光管は、平板が導光板の側面に対向するように配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、フィラメントからの電子を蛍光体に照射することにより、蛍光体が発光し、真空蛍光管が点灯する。この真空蛍光管の点灯には、冷陰極管のような高周波数の電圧は必要ない。また、外囲器の内部に水銀などの有害物質を封入する必要もない。よって、この真空蛍光管を発光パネル装置の光源として用いることにより、点灯時のノイズ発生を低減し、また廃棄する際の環境に対する負荷を低減することができる。
【００１１】
また、この真空蛍光管では、透光性を有する平板を介して外囲器の内部から外部に光を放出する。この平板には蛍光体層が形成されていないので、光の透過率を向上させ、真空蛍光管の輝度を高めることができる。
また、この真空蛍光管では、外囲器の一部を平板で形成しており、平板の端部にフィラメント支持部材を固定することができる。このため、光の放出がフィラメント支持部材により妨げられることはない。
また、この真空蛍光管において、蛍光体層の下層に陽極電極を設けることにより、蛍光体層に衝突する電子のエネルギーを大きくし、真空蛍光管の輝度を高めることができる。
【００１２】
また、この真空蛍光管において、外囲器の一部を形成するカバーの開口端部を開口方向に突出させ、この突出した開口両端を導光板への取り付けガイドとして利用することにより、導光板への真空蛍光管の取り付けが容易になる。
また、この真空蛍光管において、陽極電極を接地することにより、フィラメントに高周波数の電圧を印加したとしても、このときに発生する高周波ノイズが外囲器の外部に漏れることを抑制できる。
【００１３】
また、この真空蛍光管において、外囲器の一部を形成する平板上に透光性を有する導電膜を配置することにより、フィラメントから放射された電子による透光性部材の帯電を防止することができる。
また、この真空蛍光管において、外囲器の一部を形成するカバーを金属で形成することにより、蛍光体から導光板とは反対の方向に放射される光が導光板の方向に反射されるので、リフレクタを別途設ける必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る発光パネル装置の全体構成を示す斜視図である。この発光パネル装置は、平面視矩形の導光板２と、導光板２の一側面２ａに対向して配置された棒状光源としての真空蛍光管１とから構成されている。なお、真空蛍光管１を複数設け、これらを導光板２の複数の側面のそれぞれに配置するようにしてもよい。
【００１５】
まず、導光板２について説明する。導光板２は、真空蛍光管１が配置された側面２ａから導入された光を透過させ、一主面２ｂから放出するものである。側面２ａを光入射面、主面２ｂを光放射面と呼ぶ。導光板２は、例えばアクリル系樹脂などの透光性を有する材料により形成される。導光板２の光放射面２ｂには、拡散ドット印刷が施され、微小な凹凸が形成される。光入射面２ａから離れた領域ほど多くの凹凸を形成することにより、光放射面２ｂから放出される光を均一化することができる。
【００１６】
次に、図２〜図４を参照し、真空蛍光管１について説明する。図２は、真空蛍光管１の外観を示す斜視図である。図３は、図２におけるIII−III′線方向の断面図である。図４は、図２または図３におけるIV−IV′線方向の断面図である。
真空蛍光管１は、ガラス基板（透光性部材）１１とカバー１２と端面ガラス１３ａ，１３ｂとからなる外囲器１０を有している。
ここで、ガラス基板１１は、透明な平板ガラスであり、導光板２の光入射面２ａと同形の平面視矩形をしている。ガラス基板１１としては、例えばソーダライムガラスが用いられる。
【００１７】
カバー１２は、長手方向の長さがガラス基板１１の長手方向の長さよりもやや短い平面視矩形の金属板からなり、この金属板をプレスしその短め方向に湾曲させることにより断面Ｕ字状に形成されたものである。カバー１２としては、ガラス基板１１および端面ガラス１３ａ，１３ｂと同じ膨張係数の金属が用いられる。例えば、４２６合金または５０／５０合金などが用いられる。
ガラス基板１１は、カバー１２の開口端部１２ａ，１２ｂが開口方向（図４では下方）に突出するようにカバー１２内に接合されている。カバー１２の開口端部１２ａ，１２ｂは、真空蛍光管１を導光板２に取り付ける際のガイドとして利用される。
【００１８】
端面ガラス１３ａ，１３ｂはともに、ガラス基板１１とカバー１２とからなる筒状体の端面とほぼ同形の半円形をしている。端面ガラス１３ａ，１３ｂにより上記筒状体の両端が閉塞される。端面ガラス１３ａ，１３ｂにも、ガラス基板１１と同じく、例えばソーダライムガラスが用いられる。
【００１９】
外囲器１０では、ガラス基板１１とカバー１２と端面ガラス１３ａ，１３ｂとの間が、フリットガラス１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂを介して接合されている。その方法を簡単に説明する。まず、端面ガラス１３ａ，１３ｂのそれぞれの側面にフリットガラス１４ａ，１４ｂを塗布し、端面ガラス１３ａ，１３ｂをガラス基板１１の長手方向の両端に配置する。また、ガラス基板１１の側面にフリットガラス１５ａ，１５ｂを塗布し、ガラス基板１１をカバー１２で覆う。この状態で、カバー１２を図２の前後方向（図４の左右方向）からクリップ（図示せず）で挟んで圧力を加え、炉（図示せず）で加熱し、接合する。クリップにより圧力を加えると、カバー１２が端面ガラス１３ａ，１３ｂおよびガラス基板１１の形状に沿って変形するため、カバー１２と端面ガラス１３ａ，１３ｂおよびガラス基板１１との間を気密に接合することができる。
【００２０】
なお、カバー１２と端面ガラス１３ａ，１３ｂおよびガラス基板１１との気密接合を行うため、カバー１２の内面全域には、酸化膜１２ｃが形成されている。ただし、酸化膜１２ｃは、少なくともフリットガラス１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと接触する領域に形成されていればよい。
【００２１】
次いで、外囲器１０の内部構成について説明する。外囲器１０の長手方向の両端付近には、ガラス基板１１上にフィラメント支持部材１６ａ，１６ｂが固定されている。フィラメント支持部材１６ａと１６ｂとの間には、フィラメント１７が架設されている。これにより、ガラス基板１１およびカバー１２から離間してフィラメント１７が架設された構造となる。フィラメント１７としては、例えばタングステンの芯線に電子放射性物質が塗布されたものが用いられる。
【００２２】
フィラメント支持部材１６ａ，１６ｂは、金属で形成されている。フィラメント支持部材１６ａに接続されるフィラメント端子（図示せず）は、Ａｇペーストなどの配線１８ａにより、ガラス基板１１と端面ガラス１３ａとの間から外囲器１０の外部に引き出されている。フィラメント支持部材１６ｂに接続されるフィラメント端子（図示せず）は、ガラス基板１１の周縁部に形成された配線（図示せず）を介して、配線１８ａと並んで形成された配線１８ｂにより、外囲器１０の外部に引き出されている。本実施の形態では、フィラメント支持部材１６ａに接続される配線１８ａが、負の直流電圧を出力する電圧源に接続され、フィラメント支持部材１６ｂに接続される配線１８ｂが接地されているものとする。なお、配線１８ａ，１８ｂの代わりにリードピンを用いてもよい。
【００２３】
カバー１２の酸化膜１２ｃの上には、フィラメント１７を囲む領域のほぼ全域に、Ａｌまたはカーボンなどからなる陽極電極１９が形成されている。陽極電極１９は、配線１８ａ，１８ｂと並んで形成された配線１８ｃにより、外囲器１０の外部に引き出されている。配線１８ｃは、正の直流電圧を出力する電圧源に接続されている。なお、配線１８ｃの代わりにリードピンを用いてもよい。
陽極電極１９の上には、蛍光体層２０が形成されている。蛍光体層２０は、蛍光体をスラリ化して陽極電極１９の全域に塗布することにより、フィラメント１７を囲む領域のほぼ全域に形成される。
【００２４】
ガラス基板１１のフィラメント１７に対向する領域には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などからなる透明導電膜２１が形成されている。この透明導電膜２１を接地されたフィラメント支持部材１６ｂに接続することにより、フィラメント１７から放射された電子によるガラス基板１１の帯電を防止することができる。なお、透明導電膜２１による帯電防止効果は、透明導電膜２１を接地電位とは異なる電位にしても得られる場合があるので、そのような電位を透明導電膜２１に与えてもよい。
【００２５】
また、端面ガラス１３ｂには、外囲器１０の内部の真空排気に用いられる排気管２２が設けられている。排気管２２は、排気終了後に封止される。
さらに、フィラメント支持部材１６ａ，１６ｂのいずれかに、ゲッター２３が取り付けられている。排気管２２の封止後に高周波誘導加熱などによりゲッターを蒸発させ、外囲器１０の内面にＢａ蒸着膜を作り、内部の残留ガスを吸着させることにより、内部の真空度を向上させることができる。
【００２６】
このような構成の真空蛍光管１を導光板２に取り付ける。この際、真空蛍光管１のカバー１２の開口端部１２ａ，１２ｂ内に、導光板２の光入射面２ａを案内し嵌入する。カバー１２の開口端部１２ａ，１２ｂが導光板２への取り付けガイドとして作用するので、導光板２への取り付けを容易に行うことができる。導光板２に取り付けられた真空蛍光管１は、ガラス基板１１が光入射面２ａに対向している。
【００２７】
次に、本実施の形態に係る発光パネル装置の点灯動作について説明する。
真空蛍光管１のフィラメント支持部材１６ａに負の直流電圧を印加し、フィラメント支持部材１６ｂを接地すると、フィラメント１７に直流電流が流れる。これにより、フィラメント１７が６００〜６５０℃程度に加熱されると、フィラメント１７から熱電子が放射される。
【００２８】
陽極電極１９に正の電圧を印加すると、フィラメント１７から放射された熱電子は、フィラメント１７と陽極電極１９との間の電界によって加速し、陽極電極１９上に形成された蛍光体層２０に衝突する。これにより、蛍光体層２０の蛍光体が励起されて発光する。この光は蛍光体層２０に対向する透明なガラス基板１１を透過し、真空蛍光管１の外部に放出される。
真空蛍光管１から放出された光は、導光板２の光入射面２ａから導光板２の内部に導入され、導光板２の光放射面２ｂから均一に放出される。こうして、発光パネル装置が点灯する。
【００２９】
本実施の形態に係る発光パネル装置では、フィラメント１７から放射される熱電子により蛍光体層２０を発光させる真空蛍光管１を用いている。フィラメント１７から熱電子を放射させるには、フィラメント１７に直流ないし６０Ｈｚ程度の交流の電圧を印加すればよく、冷陰極管のような高周波数の電圧は必要ない。このため、従来よりも点灯時のノイズ発生を低減することができる。
また、フィラメント１７から放射された熱電子を蛍光体層２０の発光に用いるので、外囲器１０の内部に水銀などの有害物質を封入する必要がない。よって、従来よりも廃棄する際の環境に対する負荷を低減することができる。
【００３０】
ところで、真空蛍光管の外囲器に円管を用いると、フィラメント支持部材１６ａ，１６ｂを固定するための平たい金属板を管内の一端から他端に差し渡す必要がある。このような金属板を管内に設けると、フィラメント１７からの熱電子または蛍光体層２０からの光を金属板が遮り、真空蛍光管の輝度が低下する。これに対し、本実施の形態で用いられる真空蛍光管１では、外囲器１０の一部の壁面を平たいガラス基板１１で構成しているので、ガラス基板１１の両端にフィラメント支持部材１６ａ，１６ｂを固定することが可能となり、支持部材固定用の金属板を別途設ける必要がない。このため、フィラメント１７からの熱電子または蛍光体層２０からの光が遮られないので、真空蛍光管１の輝度を高めることができる。
【００３１】
さらに、真空蛍光管１では、外囲器１０の内部から外部に光を放出するガラス基板１１に蛍光体層２０が形成されていないので、光の透過率を向上させ、真空蛍光管１の輝度を高めることができる。
このようにして真空蛍光管１の輝度を高めることにより、ひいては発光パネル装置の輝度が向上する。
【００３２】
なお、真空蛍光管１の輝度は、フィラメント１７に印加する電圧のレベルや、デューティー比により調整することが可能である。デューティー比により輝度を調整する場合には、フィラメント１７に例えば１ｋＨｚ程度の電圧を印加する。この場合には、フィラメント１７から高周波ノイズが発生する可能性がある。しかし、陽極電極１９を接地することにより、陽極電極１９により高周波ノイズはシールドされ、外囲器１０の外部への漏洩を抑制することができる。
【００３３】
また、図３には、フィラメント１７をフィラメント支持部材１６ａと１６ｂとの間に架設する例を示したが、図５に示すようにフィラメント１７の一端をフィラメント支持部材１６ａに取り付け、他端を電極２４に接続する構成としてもよい。この電極２４は、端面ガラス１３ｂを貫通して外囲器１０の外部に引き出されている。
また、カバー１２の断面形状を「Ｕ」字状と表現したが、カバー１２はガラス基板１１により閉塞される開口を有し、ガラス基板１１を覆うような形状であればよく、例えば「コ」字状や「＞」字状も上記「Ｕ」字状の概念に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る発光パネル装置は、例えば液晶表示パネルのバックライトなどとして利用できる。また、本発明に係る真空蛍光管は、発光パネル装置の光源として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】発光パネル装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】真空蛍光管の外観を示す斜視図である。
【図３】図２におけるIII−III′線方向の断面図である。
【図４】図２または図３におけるIV−IV′線方向の断面図である。
【図５】真空蛍光管の他の構成例を示す断面図である。
【図６】一般的な冷陰極管の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…真空蛍光管、２…導光板、２ａ…光入射面、２ｂ…光放射面、１０…外囲器、１１…ガラス基板、１２…カバー、１２ａ，１２ｂ…開口端部、１２ｃ…酸化膜、１３ａ，１３ｂ…端面ガラス、１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ…フリットガラス、１６ａ，１６ｂ…フィラメント支持部材、１７…フィラメント、１８ａ〜１８ｃ…配線、１９…陽極電極、２０…蛍光体層、２１…透明導電膜、２２…排気管、２３…ゲッター、２４…電極。
【図１】
2005353350.tif 000003
【図２】
2005353350.tif 000004
【図３】
2005353350.tif 000005
【図４】
2005353350.tif 000006
【図５】
2005353350.tif 000007
【図６】
2005353350.tif 000008